(57)【要約】 【課題】短い成形サイクルで高品質の厚肉導光板を成形することができる成形方法を提供する。【解決手段】固定側金型のキャビテイ側入れ子（４）に設けられているスタンパ（８）と、可動側金型のコア側入れ子２３と、周側壁側入れ子３０、３０とにより構成される賦型空間Ｋに所定量の溶融樹脂を充填する。そして、バルブゲートを閉鎖してコア側入れ子２３により圧縮する。圧縮することにより転写性が向上し、また成形サイクルが短縮される。圧縮するとき、周側壁側入れ子（３０、３０）の温度をキャビテイ側入れ子（４）とコア側入れ子（２３）の温度よりも高くする。これにより、周側壁側入れ子（３０、３０）の冷却速度が緩慢になり圧縮効果が上がり、ヒケの発生が抑制される。【選択図】  図２
2005349646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側金型のキャビティ側型板と、可動側金型のコア側型板と、前記キャビティ側型板とコア側型板とで構成される開放空間の周側部を塞ぐ周側壁とからなる賦型空間に、ホットランナとバルブゲートを介して溶融樹脂を所定量充填する射出工程と、
前記射出工程後に前記バルブゲートを閉じて前記可動金型を固定金型に対して型締方向に駆動して、充填された溶融樹脂を圧縮する圧縮工程と、
前記圧縮工程後に冷却して可動側金型を開いて、前記キャビティ側型板あるいはコア側型板により光反射層となるパターンが転写された導光板を取り出す取出工程とからなる成形方法であって、
前記射出工程時には、前記キャビティ側型板とコア側型板と周側壁の温度を調節すると共に、前記圧縮工程は前記周側壁の温度が前記キャビティ側型板とコア側型板の温度よりも高い状態で実施することを特徴とする厚肉導光板の成形方法。
【請求項２】
固定側金型のキャビティ側入れ子と、可動側金型のコア側入れ子と、前記キャビティ側入れ子とコア側入れ子とで構成される開放空間の周側部を塞ぐ周側壁側入れ子とからなる賦型空間に、ホットランナとバルブゲートを介して溶融樹脂を所定量充填する射出工程と、
前記射出工程後に前記バルブゲートを閉じて前記可動側金型を固定側金型に対して型締方向に駆動して、充填された溶融樹脂を圧縮する圧縮工程と、
前記圧縮工程後に冷却して可動側金型を開いて、前記キャビティ側入れ子あるいはコア側入れ子により光反射層となるパターンが転写された導光板を取り出す取出工程とからなる成形方法であって、
前記射出工程時には、前記キャビティ側入れ子とコア側入れ子と周側壁側入れ子の温度を調節すると共に、前記圧縮工程は前記周側壁側入れ子の温度が前記キャビティ側入れ子とコア側入れ子の温度よりも高い状態で実施することを特徴とする厚肉導光板の成形方法。
【請求項３】
請求項２に記載の成形方法において、キャビティ側入れ子あるいはコア側入れ子に、光反射層となるパターンを成形するスタンパを設けて成形する厚肉導光板の成形方法。   
【請求項４】
請求項２に記載の成形方法において、キャビティ側入れ子に光反射層となるパターンを転写するためのスタンパを、そして前記コア側入れ子の表面には断熱層を設け、そして前記コア側入れ子は冷却水により常時冷却しながら成形する厚肉導光板の成形方法。
【請求項５】
請求項２に記載の成形方法において、キャビティ側入れ子の表面に光反射層となるパターンを転写するためのスタンパを、そして前記スタンパの裏側と前記コア側入れ子の表面とに断熱層を設け、そして前記キャビティ側入れ子とコア側入れ子は冷却水により常時冷却しながら成形する厚肉導光板の成形方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの項に記載の成形方法において、キャビティ側型板あるいはキャビティ側入れ子と、コア側型板あるいはコア側入れ子と、周側壁あるいは周側壁側入れ子との加熱・冷却は、一式の加熱・冷却装置で行い、熱媒体と冷媒体の切り替えタイミングは、成形サイクル内で個別に調整する厚肉導光板の成形方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかの項に記載の成形方法において得られる厚肉導光板を、冷却されている下部冷却治具に載せ、そして同様に冷却されている上部冷却治具により押えて、厚肉導光板を冷却すると共に、前記両治具により挟み込み押さえつけ方向に荷重を加えることによりソリを矯正する厚肉導光板の成形方法。
【請求項８】
固定側金型と、所定量の溶融樹脂が充填された後に型締め方向に圧縮可能な可動側金型とからなり、型締め時にこれらの金型で構成される賦型空間には、その樹脂通路が開閉されるバルブゲートを介してホットランナが連通し、
前記ホットランナから賦型空間に溶融樹脂を射出充填すると、前記固定側金型あるいは前記可動側金型により厚肉導光板に光反射面が転写されるようになっている金型であって、
前記固定側金型と可動側金型は加熱および冷却されるようになっていると共に、前記賦型空間の周側部を構成している周側壁の温度は、前記固定側金型と可動側金型とは独立して調節されるようになっていることを特徴とする厚肉導光板の成形用金型。
【請求項９】
固定側金型と、所定量の溶融樹脂が充填された後に型締め方向に圧縮可能な可動側金型とからなり、前記固定側金型にはキャビティ側入れ子が、前記可動側金型にはコア側入れ子が、そして前記キャビティ側入れ子または前記コア側入れ子の周側部には、周側壁側入れ子が設けられ、前記可動側金型を前記固定側金型に対して型締めすると前記キャビティ側入れ子と前記コア側入れ子と前記周側壁側入れ子とにより賦型空間が構成され、該賦型空間には、その樹脂通路が開閉されるバルブゲートを介してホットランナが連通し、
前記ホットランナから賦型空間に溶融樹脂を射出充填すると、前記キャビティ側入れ子あるいは前記コア側入れ子により厚肉導光板に光反射面が転写されるようになっている金型であって、
前記キャビティ側入れ子と前記コア側入れ子は、加熱および冷却されるようになっていると共に、前記周側壁側入れ子の温度は、前記キャビティ側入れ子と前記コア側入れ子とは独立して調節されるようになっていることを特徴とする厚肉導光板の成形用金型。
【請求項１０】
請求項９に記載の金型において、キャビティ側入れ子に、厚肉導光板の表面に光反射層となるパターンを転写するためのスタンパが設けられている厚肉導光板の成形用金型。
【請求項１１】
請求項９に記載の金型において、コア側入れ子の表面に断熱層が設けられている厚肉導光板の成形用金型。
【請求項１２】
請求項９に記載の金型において、コア側入れ子の表面と、スタンパの裏面とキャビティ側入れ子との間に断熱層が設けられている厚肉導光板の成形用金型。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかの項に記載の金型において、キャビティ側入れ子とコア側入れ子と周側壁側入れ子が、ベリリウム−銅合金から構成されている厚肉導光板の成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶デイスプレイのバックライトに用いられる合成樹脂製の導光板の成形方法および成形用金型に関するもので、限定するものではないが、例えば肉厚が６ｍｍ以上の大型厚肉導光板の成形に適した成形方法および成形用金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ、液晶テレビ等の液晶デイスプレイ装置は、液晶デイスプレイと導光板とから構成されている。そして、導光板の側部に光源が配置されている。したがって、この光源から放射される光は、導光板の一面に形成されている光反射層により反射して出光面から出る。この光により液晶デイスプレイの全面が照明される。
このような、導光板はアクリル板を所定大きさに切断し、そしてその表面にドット、溝模様等のパターンを印刷して製造されている。しかしながら、モニター用途の分野で陰極線管によるＣＲＴからの液晶デイスプレイへの切り替え現象が生じ、アクリル板特に厚肉のアクリル板の供給が不足し、射出成形による導光板の供給が求められている。
【０００３】
射出成形法は、従来周知のように、加熱シリンダと、この加熱シリンダ内に回転方向と軸方向とに駆動自在に設けられているスクリュとからなっている。したがって、樹脂材料を加熱シリンダに供給すると共に、スクリュを回転駆動すると、樹脂材料がスクリュにより前方へ送られる過程で、加熱シリンダの外周部から加えられる熱と、スクリュの回転摩擦力あるいは剪断力により生じる熱とにより溶融し、そして加熱シリンダの前方の計量室に蓄積される。そこで、型締めされた金型の賦型空間に射出し、冷却固化を待って金型を開くと、成形品が得られる。  ところで、導光板の光反射面には高転写性が求められ、またウエルドランド等のない高品質の成形品が求められる。光反射面となるパターンの導光板への転写性は、賦型空間の表面温度を高くすると、溶融樹脂の流れは良くなり転写性は向上する。しかしながら、金型から取り出すための冷却・固化時間が長くなり成形サイクルが長くなる。そこで、溶融樹脂を射出充填するときは強制的に加熱し、充填が完了し保圧するときは、強制的に冷却するヒートサイクル法が特許文献１〜４により提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特公昭４５−２２０２０号公報
【特許文献２】特開昭５１−２２７５９号公報
【特許文献３】特開昭５５−１０９６３９号公報
【特許文献４】特開昭５７−１６５２２号公報
【特許文献５】特開２００１−１８２２９
【特許文献６】特開２００２−２１０７９５
【特許文献７】特開平９−１５５８７５号公報
【特許文献８】特開２００２−４６１５９
【０００５】
上記のようなヒートサイクル法をさらに改良した成形方法が、特許文献５により提案されている。すなわち、型と入れ子との間に断熱層を設け、そして入れ子のキャビティ表面の近傍に加熱媒体と冷却媒体とを流入させる金型が提案されている。また、特許文献６により樹脂供給路をセミホットランナ方式とし、前記樹脂通路の一部に加熱・冷却媒体流路を設け、キャビティの表面を交互に加熱・冷却する金型が提案されている。
【０００６】
射出成形法による導光板の成形方法も特許文献７、８により提案されている。すなわち、特許文献７には、金型の型表面を構成する面と、凹凸状に粗面化されたパターン表面を有する金属板との間に断熱層を設けた射出成形用の金型が示されている。また、特許文献８には、溶融樹脂の粘度が５０〜５，０００Ｐａ・secの範囲にあるとき、ゲートを通過させ、かつ１〜１５ｃｍ３／sec の範囲の射出率で金型のキャビティに射出充填する成形方法が示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜４により提案されている成形方法によると、キャビティの表面が加熱され高温の時充填されるので、転写性に優れた成形品が得られ、そして強制的に冷却されるので、成形サイクルは短くなる利点は認められる。また、特許文献５に記載の方法によると、金型のキャビティ表面の加熱と冷却の切り替えが短時間にでき、金型を加熱することにより、溶融樹脂の流動性が増し、薄肉成形が可能になるという特徴が認められる。また、特許文献６に記載の発明によると、ヒートサイクル法が適用され、そして樹脂供給路の一部に断熱層が設けられているので、成形品の表面に現れれる微小なヒケ、ヘジテーション等の発生が抑制される効果は認められる。特許文献７に記載の発明によると、金型とパターン表面を有する金属板との間に断熱層が設けられているので、可塑化された高温の溶融樹脂を射出すると、金型は一時的に加熱され、金型表面が充分に転写され、また特許文献８に記載の発明によると、低速で射出されるので、ヒケの発生が押さえられ、厚肉の大面積の製品が得られる。
しかしながら、上記したような従来の成形方法では、例えば６ｍｍ以上のような厚肉導光板の成形には時間がかかりすぎる欠点がある。特に、特許文献８の発明によると、溶融樹脂の粘度が５０〜５，０００Ｐａ・secの範囲にあるとき、ゲートを通過させ、かつ１〜１５ｃｍ３／sec の範囲で射出するので、成形サイクルが長くなる恐れがある。また、上記のようなヒートサイクル成形法により、厚さが６ｍｍ以上のような厚肉導光板を成形しようとすると、保圧工程が例えば９０秒のように長くなり、実施する上では問題がある。
【０００８】
一方、金型の賦型空間に所定量の溶融樹脂を充填し、可動金型を型締め方向に駆動し、充填されている溶融樹脂を圧縮する射出・圧縮成形方法も知られている。したがって、この射出・圧縮成形方法と、上記したようなヒートサイクル成形法とを組み合わせると、所定量充填した後に、溶融樹脂の通路であるゲートを閉鎖し圧縮すると、保圧工程時間は実質的に零になり、充填後直ちにスクリュを回転駆動して樹脂材料を溶融する計量工程に入ることができるので、成形サイクルを短縮することはできる。しかしながら、厚肉導光板の表面に凹み、すなわちヒケあるいはシンクマークが生じ、導光板としての品質を著しく損なうことがある。
本発明は、上記したような従来の問題点に鑑みてなされたもので、短い成形サイクルで高品質の厚肉導光板を成形することができる、厚肉導光板の成形方法および成形用金型を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記発明の目的を達成するために、次のような手段が採用される。
（１）保圧時間の短縮：射出成形により成形するときは、冷却固化に伴う体積減少により成形品の表面にヒケが生じるのを防止するために、ゲートから一定の樹脂圧力を加える保圧工程が実施されるが、この保圧工程には一般的な汎用の金型では例えば厚肉の成形品を成形する場合は９０秒のような長時間を必要としている。
ところで、金型の賦型空間に所定量の溶融樹脂を射出充填した後に、溶融樹脂の通路であるゲートを閉鎖し、可動金型を型締め方向に駆動して圧縮すると、保圧工程時間は実質的に零になり、充填後直ちにスクリュを回転駆動して樹脂材料を溶融する計量工程に入ることができる。そこで、本発明では射出・圧縮成形方法が適用される。このとき、ゲートにはバルブゲートが、そしてランナにはホットランナが適用される。
【００１０】
本発明によると、厚肉導光板を成形する賦型空間は、該厚肉導光板の両面を成形するキャビティとコアと、周端面を成形する周側壁とからなっているが、金型を型締め方向に駆動して所定量充填されている溶融樹脂を圧縮するときには、前記周側壁の温度をキャビティとコアの温度より高くするように構成される。金型に形成されている賦型空間の冷却速度は、周側壁の方がキャビティあるいはコアの方よりも大きい。大きいので、冷却の進行に伴う熱収縮分を圧縮動作のみで補うことができず、厚肉導光板の表面にヒケが生じるが、周側壁の温度を高くし、冷却を遅らせることにより、充分な圧縮効果を得て、ヒケの発生が抑制される。例えば、アクリル樹脂により厚肉導光板を成形するときは、周側壁の冷却速度を緩慢にして圧縮効果を上げるために、周側壁の温度は１２０〜１３０℃に保たれる。
【００１１】
（２）充填時間の短縮：一般に充填時間が短いと、ゲート周辺にウエルド、シルバー等の外観不良を生じるので、充填時間は充分に長くとられているが、本発明では、バルブゲートの径や開閉ストロークおよびゲートの厚みを厚肉導光板の肉厚に応じて可能な範囲で大きくしている。これにより、外観不良を起こすことなく、充填時間が短縮され、ひいては成形サイクルが短縮される。
（３）樹脂温度と金型温度の低温化：樹脂の温度と金型の温度を低くすることにより、冷却・固化時間が短縮され、それによって成形サイクルが短縮されるが、樹脂および金型の温度が低いと、射出された溶融樹脂は賦型空間を構成している壁に接した部分において、圧縮圧力が作用する前に固化が始まり、厚肉導光板への転写性が落ちる。そこで、本発明では射出・圧縮するときには、金型を急加熱して転写性を向上させ、充填後に急冷却するいわゆるヒートサイクル成形法が適用される。具体的には、樹脂がメタクリル樹脂の場合は樹脂温度は例えば２３０℃、金型温度は７５℃以上に保持された状態で射出充填した後に４０℃まで急速に冷却し、そして厚肉導光板の成形品表面温度が例えば６５℃に低下して取り出される。
【００１２】
（４）断熱層の採用：このように、金型温度を低くすると、賦型空間に充填される溶融樹脂の温度が下降し転写性が落ちるので、本発明では賦型空間を構成している壁面には断熱層が設けられる。断熱層を設けることにより、射出される溶融樹脂により賦型空間を構成している壁面は一時的に加熱された状態になり、圧縮圧力が充分に加わり、転写性が向上する。このような断熱層は、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等の非結晶性耐熱重合体、ポリイミド、エポキシ樹脂等から形成される。例えば、ポリイミドを金型に密着させるには、直鎖型高分子ポリイミドの前駆体溶液を金型に塗布し、そして加熱する。そうすると、金型の表面に断熱層であるポリイミド層が形成される。
【００１３】
（５）入れ子の採用：上記のように、キャビティとコアと周側壁は、加熱・冷却されるので、金型には加熱手段あるいは冷脚手段が設けられる。そのために、望ましくは入れ子が設けられる。すなわち、キャビティ側入れ子とコア側入れ子と周側壁側入れ子とが設けられる。そして、これらの入れ子には個別に独立して温度調節される熱媒管と冷媒管とが設けられる。また、これらの入れ子は急速加熱・急冷されるので、望ましくは熱伝導の高い合金例えばベリリウム−銅合金により形成される。このような熱伝導の高い合金を用いることにより、ステンレス製の入れ子に比較して、入れ子の温度上昇時間と下降時間は、約１／２に短縮される。
【００１４】
（６）スタンパの使用：本発明によると、厚肉導光板の表面に光反射層を成形するために、キャビティ側型板あるいはコア側型板に、ドット形状、溝形状等のパターンが形成されるが、キャビティ側入れ子とコア側入れ子が適用されるときには、これらの入れ子に形成される。あるいは、ドット形状、溝形状等のパターンが形成されているスタンパが使用される。このようなスタンパは、例えば特開平９−１５５８７５号公報に開示されているようにして製作される。このとき、スタンパの裏面に前述したような断熱層を設けることもできる。  
【００１５】
かくして、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、固定側金型のキャビティ側型板と、可動側金型のコア側型板と、前記キャビティ側型板とコア側型板とで構成される開放空間の周側部を塞ぐ周側壁とからなる賦型空間に、ホットランナとバルブゲートを介して溶融樹脂を所定量充填する射出工程と、前記射出工程後に前記バルブゲートを閉じて前記可動金型を固定金型に対して型締方向に駆動して、充填された溶融樹脂を圧縮する圧縮工程と、前記圧縮工程後に冷却して可動側金型を開いて、前記キャビティ側型板あるいはコア側型板により光反射層となるパターンが転写された導光板を取り出す取出工程とからなる成形方法であって、前記射出工程時には、前記キャビティ側型板とコア側型板と周側壁の温度を調節すると共に、前記圧縮工程は前記周側壁の温度が前記キャビティ側型板とコア側型板の温度よりも高い状態で実施するように構成される。
請求項２に記載の発明は、固定側金型のキャビティ側入れ子と、可動側金型のコア側入れ子と、前記キャビティ側入れ子とコア側入れ子とで構成される開放空間の周側部を塞ぐ周側壁側入れ子とからなる賦型空間に、ホットランナとバルブゲートを介して溶融樹脂を所定量充填する射出工程と、前記射出工程後に前記バルブゲートを閉じて前記可動側金型を固定側金型に対して型締方向に駆動して、充填された溶融樹脂を圧縮する圧縮工程と、前記圧縮工程後に冷却して可動側金型を開いて、前記キャビティ側入れ子あるいはコア側入れ子により光反射層となるパターンが転写された導光板を取り出す取出工程とからなる成形方法であって、前記射出工程時には、前記キャビティ側入れ子とコア側入れ子と周側壁側入れ子の温度を調節すると共に、前記圧縮工程は前記周側壁側入れ子の温度が前記キャビティ側入れ子とコア側入れ子の温度よりも高い状態で実施するように構成される。請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の成形方法において、キャビティ側入れ子あるいはコア側入れ子に、光反射層となるパターンを成形するスタンパを設けて成形するように、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の成形方法において、キャビティ側入れ子に光反射層となるパターンを転写するためのスタンパを、そして前記コア側入れ子の表面には断熱層を設け、そして前記コア側入れ子は冷却水により常時冷却しながら成形するように、請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の成形方法において、キャビティ側入れ子の表面に光反射層となるパターンを転写するためのスタンパを、そして前記スタンパの裏側と前記コア側入れ子の表面とに断熱層を設け、そして前記キャビティ側入れ子とコア側入れ子は冷却水により常時冷却しながら成形するように、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの項に記載の成形方法において、キャビティ側型板あるいはキャビティ側入れ子と、コア側型板あるいはコア側入れ子と、周側壁あるいは周側壁側入れ子との加熱・冷却は、一式の加熱・冷却装置で行い、熱媒体と冷媒体の切り替えタイミングは、成形サイクル内で個別に調整するように、そして請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかの項に記載の成形方法において得られる厚肉導光板を、冷却されている下部冷却治具に載せ、そして同様に冷却されている上部冷却治具により押さて、厚肉導光板を冷却すると共に、前記両治具により挟み込み押さえつけ方向に荷重を加えることによりソリを矯正するように構成される。
請求項８に記載の発明は、固定側金型と、所定量の溶融樹脂が充填された後に型締め方向に圧縮可能な可動側金型とからなり、型締め時にこれらの金型で構成される賦型空間には、その樹脂通路が開閉されるバルブゲートを介してホットランナが連通し、前記ホットランナから賦型空間に溶融樹脂を射出充填すると、前記固定側金型あるいは前記可動側金型により厚肉導光板に光反射面が転写されるようになっている金型であって、前記固定側金型と可動側金型は加熱および冷却されるようになっていると共に、前記賦型空間の周側部を構成している周側壁の温度は、前記固定側金型と可動側金型とは独立して調節されるように構成される。  請求項９に記載の発明は、固定側金型と、所定量の溶融樹脂が充填された後に型締め方向に圧縮可能な可動側金型とからなり、前記固定側金型にはキャビティ側入れ子が、前記可動側金型にはコア側入れ子が、そして前記キャビティ側入れ子または前記コア側入れ子の周側部には、周側壁側入れ子が設けられ、前記可動側金型を前記固定側金型に対して型締めすると前記キャビティ側入れ子と前記コア側入れ子と前記周側壁側入れ子とにより賦型空間が構成され、該賦型空間には、その樹脂通路が開閉されるバルブゲートを介してホットランナが連通し、前記ホットランナから賦型空間に溶融樹脂を射出充填すると、前記キャビティ側入れ子あるいは前記コア側入れ子により厚肉導光板に光反射面が転写されるようになっている金型であって、前記キャビティ側入れ子と前記コア側入れ子は、加熱および冷却されるようになっていると共に、前記周側壁側入れ子の温度は、前記キャビティ側入れ子と前記コア側入れ子とは独立して調節されるように構成される。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の金型において、キャビティ側入れ子に、厚肉導光板の表面に光反射層となるパターンを転写するためのスタンパが設けられ、請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の金型において、コア側入れ子の表面に断熱層が設けられ、請求項１２に記載の発明は、請求項９に記載の金型において、コア側入れ子の表面と、スタンパの裏面とキャビティ側入れ子との間に断熱層が設けられ、そして請求項１３に記載の発明は、請求項９〜１２のいずれかの項に記載の金型において、キャビティ側入れ子とコア側入れ子と周側壁側入れ子が、ベリリウム−銅合金から構成されている。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明は圧縮工程を発明の構成要件の一部としているので、圧縮工程を実施しているときに、樹脂材料を可塑化することができ、成形サイクルを短縮することができる。このとき、射出工程時には、キャビティとコアと周側壁の温度を調節するので、例えば加熱するので、溶融樹脂の流動性を高く保持することができ、また圧縮工程は周側壁の温度がキャビティとコアの温度よりも高い状態で実施するので、転写性に優れ厚肉導光板の表面にヒケが発生するのを抑制し、光学的に優れた厚肉導光板を短い成形サイクルで得ることができるという、本発明に特有の効果が得られる。
また、他の発明によると、賦型空間が入れ子により構成されているので、加熱あるいは冷却手段をこれらの入れ子に容易に設けることができる効果、入れ子に適した材質により構成することができる効果等がさらに得られる。スタンパが設けられている発明によると、上記のような効果に加えて転写性に優れた厚肉導光板を得ることができる。また、キャビティ側入れ子あるいはコア側入れ子に断熱層が設けられている発明によると、キャビティ側入れ子あるいはコア側入れ子を常時冷却状態にして射出・充填しても賦型空間は充填される高温の溶融樹脂により、一時的に加熱された状態になり、転写性が落ちるようなことはない。キャビティ側入れ子あるいはコア側入れ子は常時冷却されているので、冷却時間したがって成形サイクルが短縮される効果がさらに得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
最初に、図１により本発明の実施の形態に係わる金型について説明する。図１に示されているように、本発明の望ましい実施の形態の金型は、固定側金型１にはキャビティ側入れ子４が、可動側金型２０にはコア側入れ子２３が、コア側入れ子２３の外周部には周側壁側入れ子３０、３０がそれぞれ設けられる。そして、可動側金型２０は圧縮可能な金型から構成されている。
【００１８】
固定側金型１は、型取付板１５に取り付けられている。そして、固定側金型１のパーティングラインＰ側には所定大きさの第１の凹部２が形成され、この第１の凹部２の周囲に比較的浅い第２の凹部３が形成されている。第１の凹部２にはキャビティ側入れ子４が保持金具５により取り付けられ、第２の凹部３にはパーティングラインＰから遠ざかるに従いテーパ状に傾斜した傾斜面６を有するガイド部材７が設けられている。このガイド部材７により、後述する周側壁側入れ子３０、３０がガイドされる。キャビティ側入れ子４は、熱伝導性の高い例えばベリリウム−銅合金から構成され、その内部には図１には示されていないが、１５０℃程度の加熱媒体と２０℃程度の冷却媒体が交互に流れる加熱・冷却用の管が設けられている。また、キャビティ側入れ子４の面にはドット形状、溝形状等のパターンが形成されているスタンパ８が保持具９により装着されている。あるいは、キャビティ側入れ子４の裏側から複数個の真空吸着具により吸着されてい    
【００１９】
このように構成されているキャビティ側入れ子４の側部には、バルブゲート１０の先端部が開口している。図１は、本発明の実施の形態を模式的に示す断面図であり、正確には示されていないが、このバルブゲート１０の先端部の径や開閉ストロークおよび賦型空間への樹脂の流入口であるゲートの厚みは可能な限り大きく選定されている。例えば１８インチサイズ肉厚１２ｍｍの導光板で製品重量が１５００ｇｒの場合、バルブゲートの径は５ｍｍ、ニードルの開閉ストロークは３０ｍｍのように通常のバルブゲートに比較して１.５〜２倍の大きさにすると共に、ゲートの厚みは成形品肉厚と実質的に同じ１２ｍｍになっている。これにより、従来のバルブゲートでは２５〜３０秒必要とした充填時間が１２〜１５秒で高速充填できるようになっている。このように大きくなっているので、成形サイクルを短縮するために短時間に射出してもゲートの周辺にウエルド、シルバー等の外観不良を生じるようなことはない。本実施の形態によると、バルブゲート１０は、ホット式で内部の樹脂通路１１にはテーパ状に絞られた座１２が形成されている。そして、この樹脂通路１１には固定型取付板１５に達する弁棒１３が設けられている。この弁棒１３は固定型取付板１５に内蔵された油圧または空圧のピストンシリンダユニット１４により軸方向に駆動され座１２に着座し、また離間する。これにより、バルブゲート１０の樹脂通路１１は閉鎖、あるいは開放される。固定側型取付板１５には、ロケートリング１６が取り付けられ、スプル１７は固定側金取付板１５と固定側金型１との間に設けられているホットランナ１８を介してベルブゲート１０の樹脂通路１１に連通している。
【００２０】
固定側金型１と対をなす可動側金型２０は、本実施の形態によると、可動盤取付板２１にパーティングラインＰ側に移動可能に取り付けられているスペーサブロック２２と、その内側に位置するコア側入れ子２３とからなっている。さらに詳しくは、スペーサブロック２２とコア側入れ子２３は、複数本のガイドピン２６により、パーティングラインＰ側に向かって移動自在に取り付けられ、スペーサブロック２２は複数箇所に設けられているバネ２７によりパーティングラインＰ側にバネ付勢されている。したがって、図１に示されているように型開き状態ではスペーサブロック２２の後面と可動盤取付板２１の前面との間には所定の圧縮代Ｄができる。また、コア側入れ子２３の後面が可動盤取付板２１の前面に接するように戻すことができる。このように構成されているコア側入れ子２３は、前述したキャビティ側入れ子４と同様にベリリウム−銅合金から構成され、その内部には、図１には示されていないが１５０℃程度の加熱媒体と２０℃程度の冷媒体が交互に流れる加熱・冷却用の管が設けられている。
【００２１】
上記のように構成されているコア側入れ子２３の周側部には、複数個に分割された周側壁側入れ子３０、３０が設けられている。これらの周側壁側入れ子３０、３０は、例えば方形の厚肉導光板の４周側面を成形するためのもので、厚肉導光板の取り出しを容易にするために、スライド式になっている。すなわち、本実施の形態によると、厚肉導光板は方形を呈するが、その方形の面積を狭める方向と広げる方向とにスライド可能になっている。分割され、スライド可能になっているので、図１に示されている型開き状態では、周側壁側入れ子３０、３０の内側面とコア側入れ子２３の外周端面との間には、隙間ｓ、ｓが生じているが、型締めすると、この隙間ｓはなくなる。このように構成されている周側壁側入れ子３０、３０も、ベリリウム−銅合金から構成され、その内部には加熱媒体と冷媒体が交互に流れる加熱・冷却用の管が設けられている。そして、そのパーティングラインＰ側には型締め時にスタンパ８の保持具９と係合する凹部３１が形成され、その外周側には先端部に向かって傾斜したテーパ面３２、３２が形成されている。これらのテーパ面３２、３２は、型締め時にガイド部材７の傾斜面６に接し、周側壁側入れ子３２、３２が内側へガイドされる。
【００２２】
上記したキャビティ側入れ子４、コア側入れ子２３および周側壁側入れ子３０、３０は、前述したように、特に周側壁側入れ子３０、３０には、他の入れ子４、２３とは独立して加熱媒体と冷媒体とが流されるが、そのための温調ユニットと冷却ユニットと熱交換器とからなる加熱冷却源は、図１には示されていない。また、本実施の形態によると、厚肉導光板は、成形サイクルを短縮するために例えば成形品の表面温度が６５℃程度に冷却されると金型から取り出されるが、このような温度では、厚肉導光板の表面に転写されたパターンは、保有熱により変形する恐れがある。そこで、本実施の形態では、取り出される厚肉導光板は外部冷却装置により冷却されるようになっている。外部冷却装置は、図１には示されていないが、浅い箱状を呈する下部冷却治具と、上部冷却治具とからなっている。これらの冷却治具は冷媒により冷却されるようになっている。また、上部冷却治具は押蓋のような作用を奏し、金型から取り出した厚肉導光板を下部冷却治具に載せ、そして上部冷却治具をその上に載せて、両治具により挟み込み、空圧シリンダ、パンチ錠等により押さえつけ方向に適切な荷重を加えると、肉厚導光板は冷却されながらソリも矯正される。
なお、厚肉導光板の傷防止のために、これらの冷却治具の表面にエポキシ樹脂等からなる保護シートを設けることもできる。
【００２３】
次に、上記金型を使用した厚肉導光板の成形例について説明する。可動側金型２０を固定側金型１に対して型締めする。そうすると、キャビティ側入れ子４に装着されているスタンパ８とコア側入れ子２３との間隔は、例えば１２ｍｍになる。また、型締め動作により周側壁側入れ子３０、３０のテーパ面３２、３２が、ガイド部材７、７のテーパ面６、６によりガイドされて、その内側の面がコア側入れ子２３の側面に接する。これにより、図２の（イ）に示されているように、スタンパ８とコア側入れ子２３の面と周側壁側入れ子３０、３０の内側面とにより、密閉された賦型空間Ｋが構成される。このとき、スペーサブロック２２の後面と可動側金型取付板２１の前面との間には圧縮代Ｄが確保される。キャビティ側入れ子４と、コア側入れ子２３と、周側壁側入れ子３０、３０とに例えば１５０℃の加熱水を熱媒管に流し、加熱する。
【００２４】
図には示されていないが従来周知の射出機により、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート等の射出材料例えばアクリル樹脂を従来周知のようにして所定量可塑化する。そうして、射出する。溶融樹脂はスプル１７、ホットランナ１８および弁棒１３が退避して開かれているバルブゲート１０を通って賦型空間Ｋに所定量充填される。所定量充填されて、充填されていない空間が残っている状態が、図２の（イ）に示されている。油圧ピストンシリンダユニット１４により弁棒１３の先端部を座１２に着座させ樹脂通路１１を閉鎖する。そうして、可動側金型２０を型締機により型締め方向に駆動して圧縮を開始する。圧縮するとともに樹脂の冷却が進行していくと圧縮代Ｄは徐々にゼロに近くなる。図２の（ロ）には圧縮代Ｄがほぼゼロになった状態で、型開き直前の状態が示されている。圧縮を開始するとき、成形サイクルを短縮するために、キャビティ側入れ子４とコア側入れ子２３は熱容量が大きいので、例えば２０℃の冷却水により冷却を開始しても良い。周側壁側入れ子３０、３０は、加熱媒体を流し続けキャビティ側入れ子４とコア側入れ子２３よりも高温に保つ。アクリル樹脂の場合は、周側壁側入れ子３０、３０をアクリルのガラス転移点以上の例えば１２０〜１３０℃の高温に保つことにより、厚肉導光板の肉厚方向の冷却固化が抑制されるため、賦型空間Ｋ内に充填された溶融樹脂の冷却進行に伴う体積収縮に圧縮動作がよく追従する。したがって、成形品表面に生じるヒケが抑制される。圧縮が終了したら、周側壁側入れ子３０、３０にも冷却媒体を流し、冷却する。成形品表面の温度が例えば６５℃になると、可動側金型２０を開く。可動側金型２０を開いた状態が図３に示されている。厚肉導光板Ｓを例えば吸着盤で吸着して取り出し、外部冷却装置の下部冷却治具に載置し、その上面に上部冷却治具を載せて、両治具により挟み込み、空圧シリンダ、パンチ錠等により押さえつけ方向に適切な荷重を加えると、厚肉導光板は内部まで充分に冷却されながらソリも矯正される。これにより、高品質の厚肉導光板が得られる。以下同様にして成形する。
【００２５】
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく色々な形で変形が可能である。例えば上記実施の形態によると、入れ子４、２３、３０が設けられているので、これらの入れ子４、２３、３０を熱伝導性の高い材料から構成し、加熱・冷却の応答性を向上させることができ、また熱媒管あるいは冷媒管を容易に設けることができるが、これらの入れ子４、２３、３０がなくても実施できることは明らかである。また、キャビティ側入れ子４あるいはコア側入れ子２３は、成形サイクルを短縮するために、常時例えば３０℃の冷却水で冷却し、これらの入れ子４、２３の面に断熱層を設けることもできる。断熱層を設けることにより、充填される溶融樹脂により賦型空間を構成している壁面は一時的に加熱された状態になり転写性が落ちことを防ぐことができる。
【００２６】
また、スタンパをコア側入れ子に設けるときは、その厚みを１〜５ｍｍに形成し、そしてコア側入れ子２３に取り付けた複数個の磁石により吸着させるように実施することもできる。さらには、スタンパの裏面に複数個のボス部を設け、これらのボス部を利用してコア側入れ子２３からネジにより取り付けることもできる。また、上記実施の形態によると、スタンパ８がキャビティ側入れ子４に設けられているが、キャビティ側入れ子４またはコア側入れ子２３にパターンを直接形成することもできる。さらには、金型に直接パターンを形成することもできる。
【００２７】
実施例（比較例）：キャビティ入れ子にドットを形成したスタンパを装着し、コアー入れ子は鏡面とした金型を用いて、１８インチサイズで肉厚１２ｍｍの導光板を各種成形方法（比較例１、実施例１、２および３）により成形して、成形サイクルと共に、ヒケ、転写性、ソリ等の導光板としての成形品品質を比較した。その結果を表１に示す。
なお、ヒケは、ダイヤルキャリパーゲージを使用してヒケ易い成形品の４角の肉厚を測定して最大肉厚−最小肉厚にて算出した。テスト例１は比較例１を示し、テスト例２、３および４は実施例１、２および３をそれぞれ示している。
2005349646.tif 000003
【００２８】
比較例１：金型の成形温度を８０℃の一定とした通常の射出成形方法により成形した。成形品の品質は略良品といえるが、成形サイクルが３７２秒と長かった。
【００２９】
実施例１：周側壁側入れ子とコアー側入れ子を９０℃の一定にし、キャビティ側入れ子のみを８５℃と４０℃の間で加熱、冷却しながら圧縮成形した。成形サイクルは２６０秒に短縮できたが、品質はヒケ、転写性、ソリにおいて不十分であった。
実施例２：周側壁側入れ子を１１０℃と高くすると共に、キャビティ側入れ子を１０４℃と４５℃の間で、コア側入れ子を８３℃と３８℃の間で加熱、冷却してして圧縮成形した。
成形サイクルは２００秒に短縮され、ヒケはやや不満足であったが、転写性、ソリの点では共に良好な結果が得られた。
実施例３：周側壁側入れ子を１３０℃と３５℃の間で加熱冷却し、キャビティ側入れ子を１１０℃と３５℃の間で加熱冷却し、コア側入れ子は表面に断熱層を形成して３５℃に冷却して圧縮成形した。
周側壁側入れ子の温度がキャビティ側入れ子の温度よりも高い状態で加熱冷却して圧縮成形すると、成形サイクルは１７５秒に短縮され、そしてヒケ、転写性、ソリにおいて品質が改善されることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係わる厚肉導光板の成形用の金型を開いた状態で模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる金型を使用して成形している状態を示す図で、その（イ）は金型を閉じて溶融樹脂を所定量充填した状態を示す断面図、その（ロ）は所定量充填された溶融樹脂を圧縮した状態で示す断面図である。
【図３】厚肉導光板を取り出すために、金型を開いた状態で示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    固定側金型          ４    キャビティ側入れ子
８    スタンパ          １０    バルブゲート
１３    弁棒              １８    ホットランナ
２０    可動側金型        ２３    コア側入れ子  
３０    周側壁側入れ子
【図１】
2005349646.tif 000004
【図２】
2005349646.tif 000005
【図３】
2005349646.tif 000006